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(16分)尿素[CO(NH2)2]是首个由无机物人工合成的有机物。
⑴工业上尿素由CO2和NH3在一定条件下合成,其反应方程式为     
⑵当氨碳比=4时,CO2的转化率随时间的变化关系如右图所示。

①A点的逆反应速率v(CO2)      B点的正反应速率v(CO2)(填 “大于”、“小于”或“等于”)
②NH3的平衡转化率为       
⑶人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素,原理如右图。

①电源的负极为       (填“A”或“B”)。
②阳极室中发生的反应依次为              
③电解结束后,阴极室溶液的pH与电解前相比将       ;若两极共收集到气体13.44 L(标准状况),则除去的尿素为       g(忽略气体的溶解)。
(1)2NH3+CO2CO(NH2)2+H2O (2)①小于    ②30%
(3)①B    ②2Cl--2e-=Cl2↑    CO(NH2)2+3Cl2+H2O=N2+CO2+6HCl   ③不变  7.2
(1)根据反应物和生成物可知,反应的方程式是2NH3+CO2CO(NH2)2+H2O。
(2)①根据图像可知,B点CO2的转化率不再发生变化,所以是平衡状态。因此A点没有达到平衡状态,因此A点的逆反应速率小于B的点的正反应速率;如果设CO2的物质的量是1mol,则氨气是4mol。根据图像可知,CO2的转化率是0.6,则消耗CO2是0.6mol,所以消耗氨气是1.2mol,因此氨气的转化率是1.2÷4=0.3,即30%。
(3)①根据装置图可知,和电源B极相连的产生氢气,所以该电极是阴极,氢离子放电,所以B是电源的负极,A是正极。
②阳极失去电子,所以溶液中的氯离子放电,生成氯气。氯气具有氧化性,能氧化尿素生成氮气和CO2,方程式分别是2Cl--2e-=Cl2↑、CO(NH2)2+3Cl2+H2O=N2+CO2+6HCl。
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

氮是大气中含量丰富的一种元素,氮及其化合物在生产、生活中有着重要作用,减少氮氧化物的排放是环境保护的重要内容之一。请回答下列氮及其化合物的相关问题:
(1)据报道,意大利科学家获得了极具研究价值的N4,其分子结构与白磷分子的正四面体结构相似。已知断裂1 mol N-N键吸收167 kJ热量,生成1 mol N≡N键放出942 kJ热量,请写出N4气体转变为N2反应的热化学方程式:                            
(2)据报道,NH3可直接用作车用燃料电池,写出该电池的负极反应式:                          
(3)在T1℃时,将5 mol N2O5置于10L固定容积的密闭容器中发生下列反应:2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g);△H>0。反应至5分钟时各物质的浓度不再发生变化,测得NO2的体积分数为50%。
①求该反应的平衡常数K=        (数字代入式子即可),上述平衡体系中O2的体积分数为__________。
②用O2表示从0~5 min内该反应的平均速率υ(O2)=        
③将上述平衡体系的温度降至T2℃,密闭容器内减小的物理量有        
A.压强           B.密度          C.反应速率          D.N2O5的浓度
(4)在恒温恒容的密闭容器中充入NO2,建立如下平衡:2NO2(g)N2O4(g),平衡时N2O4与NO2的物质的量之比为a,其它条件不变的情况下,分别再充入NO2和再充入N2O4,平衡后引起的变化正确的是__________。
A.都引起a减小   B.都引起a增大   C.充入NO2引起a减小,充入N2O4引起a增大
D.充入NO2引起a增大,充入N2O4引起a减小

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

下列能用同一原理解释的是
A.SO2、Cl2都能使品红溶液褪色
B.NH4Cl晶体、固体碘受热都会汽化
C.福尔马林、葡萄糖与新制Cu(OH)2共热都有红色沉淀生成
D.苯、乙烯都能使溴水褪色

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

(10分)肼(N2H4)又称联氨,广泛用于火箭推进剂、有机合成及燃料电池,NO2的二聚体N2O4则是火箭中常用氧化剂。试回答下列问题
(1)肼燃料电池原理如图所示,左边电极上发生的电极反应式为_________。
(2)火箭常用N2O4作氧化剂,肼作燃料,已知:

N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)         △H =-67.7kJ·mol-1
N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H =-534. 0kJ·mol-1
2NO2(g)N2O4(g)           △H =-52.7kJ·mol-1
试写出气态肼在气态四氧化二氮中燃烧生成氮气和气态水的热化学方________。
(3)联氨的工业生产常用氨和次氯酸钠为原料获得,写出反应的离子方程式为_  __。
(4)如图所示,A是由易导热材料制成的体积不变的密闭容器,B是一耐化学腐蚀且易于传热的体积可变的透明气囊(体积改变过程中囊体弹力改变忽略不计)。关闭K2,将各1 mol NO2通过K1、K3分别充入A、B中,反应起始时A、B的体积相同均为a L。

①B中可通过________________判断可逆反应2NO2N2O4已经达到平衡。
②若打开K2,平衡后B容器的体积缩至0.4a L,则打开K2之前,气球B体积为______L。
③若容器A中到达平衡所需时间t s,达到平衡后容器内压强为起始压强的0.8倍,则    平均化学反应速率v(NO2)等于____________________(用含a、t的代数式表示)。
④若平衡后在A容器中再充入0.5mol NO2,则重新到达平衡后,平衡混合气中NO2的体积分数_______________(填 “变大”“变小”或“不变”)。

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

(16分)甲醇是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景,工业上一般可采用如下反应来合成甲醇: CO(g)+2H2(g)    CH3OH(g)  ΔH< 0。
(1)上述反应的平衡常数表达式为K=                  ,以下有关说法正确的是________
a.恒温、恒容条件下,容器内的压强不发生变化则可逆反应达到平衡
b.一定条件下,H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍时可逆反应达到平衡
c.保持容器体积不变,升高温度可提高CO的转化率
d.使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间并提高CH3OH的产率
(2)其它条件相同时,在T1、T2(T1< T2)两个不同温度下可逆反应达到平衡,请画出CO的转化率随时间变化的示意图。

(3)已知在常温常压下:
① 2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) ΔH= -a kJ·mol-1
② 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH= -b kJ·mol-1
③ H2O(g)= H2O(l) ΔH= -c kJ·mol-1
则 CH3OH(l)+ O2(g) = CO(g) + 2H2O(l)  ΔH=______________kJ·mol-1
(4)2009年10月,中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破,组装出了自呼吸电池及主动式电堆。甲醇燃料电池的工作原理如图所示。

C极发生的电极反应式为:___________________________,工作一段时间后,当6.4 g甲醇完全反应生成CO2时,有______NA个电子发生转移。
(H:1  C:12  O:16)

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

下列说法正确的是
A.常温下能够进行的化学反应都是放热反应,高温下进行的反应都是吸热反应
B.常温常压下,pH = 1的盐酸中约含有6.02×1023个氢离子
C.常温常压下,0.5mol氮气和氢气的混合气体体积大于11.2L
D.原电池装置的正、负极可以是同一种金属

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

(本题共8分)
水煤气法制甲醇工艺流程框图如下

(注:除去水蒸气后的水煤气含55~59%的H2,15~18%的CO,11~13%的CO2,少量的H2S、CH4,除去H2S后,可采用催化或非催化转化技术,将CH4转化成CO,得到CO、CO2和H2的混合气体,是理想的合成甲醇原料气,即可进行甲醇合成)
(1)制水煤气的主要化学反应方程式为:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),此反应是吸热反应。①此反应的化学平衡常数表达式为                     ;
②下列能提高碳的平衡转化率的措施是                     。
A.加入C(s)B.加入H2O(g)C.升高温度D.增大压强
(2)将CH4转化成CO,工业上常采用催化转化技术,其反应原理为:
CH4 (g)+3/2O2 (g)CO (g)+2H2O (g) +519KJ。工业上要选择合适的催化剂,分别对X、Y、Z三种催化剂进行如下实验(其他条件相同)
① X在T1℃时催化效率最高,能使正反应速率加快约3×105倍;
② Y在T2℃时催化效率最高,能使正反应速率加快约3×105倍;
③ Z在T3℃时催化效率最高,能使逆反应速率加快约1×106倍;
已知:T1>T2>T3,根据上述信息,你认为在生产中应该选择的适宜催化剂是     (填“X”或“Y”或“Z”),选择的理由是                                         
(3)合成气经压缩升温后进入10m3甲醇合成塔,在催化剂作用下,进行甲醇合成,主要反应是:2H2(g) + CO(g) CH3OH(g)+181.6kJ。T4℃下此反应的平衡常数为160。此温度下,在密闭容器中加入CO、H2,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:
物质
H2
CO
CH3OH
浓度/(mol·L1
0.2
0.1
0.4
①比较此时正、逆反应速率的大小:v        v(填“>”、“<”或“=”)。
②若加入同样多的CO、H2,在T5℃反应,10 min后达到平衡,此时c(H2)=0.4 mol·L1、c(CO)=0.7 mol·L1、则该时间内反应速率v(CH3OH) =            mol·(L·min)1
(4)生产过程中,合成气要进行循环,其目的是                                  

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

下列说法正确的是
A.pH=7的溶液一定是中性溶液
B.能自发进行的化学反应,不一定是△H<0、△S>0
C.吸热反应发生过程中要不断从外界获得能量,放热反应一定不需要吸收外界能量
D.Ksp不仅与难溶电解质的性质和温度有关,而且与溶液中的离子浓度有关

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

下列有关能量变化过程的说法正确的是
A.无论是风力发电还是潮汐发电,都是将化学能转化为电能
B.在稀溶液中所有酸和碱发生的中和反应的反应热数值都相等
C.化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关
D.下图中所存在的反应体系,若使用催化剂,E1会减小;若加热升高体系的温度,E1会增加

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